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結(jié)論
自從電動潛油螺桿泵井下采油這一構(gòu)想提出并在美國、加拿大試應(yīng)用以來，其對惡劣采油條件的廣泛適應(yīng)性及高生產(chǎn)效率越來越引起學(xué)術(shù)界和用戶的關(guān)注。但系統(tǒng)中潛油電機(jī)輸出的高轉(zhuǎn)速、小扭矩和螺桿泵要求輸入的低轉(zhuǎn)速、大扭矩之間的矛盾一直無法解決，使得該系統(tǒng)目前還無法在國內(nèi)外的采油生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。本文在對大量國內(nèi)、外有關(guān)文獻(xiàn)分析、綜合的基礎(chǔ)上，在該減速器的理論研究、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、樣機(jī)制造和試驗(yàn)研究幾個方面進(jìn)行了大量的工作，其中主要的創(chuàng)造性成果歸納如下：
1.創(chuàng)造性地將滾柱活齒傳動應(yīng)用于電動潛油螺桿泵采油系統(tǒng)，成功地研制出一種井下驅(qū)動螺桿泵采油系統(tǒng)滾柱活齒減速器（最大外徑φ114mm，功率40KW）。在中國石油天然氣集團(tuán)公司的指定試驗(yàn)井上對研制的減速器樣機(jī)進(jìn)行了測試，測試結(jié)果表明完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，從而解決了高速潛油電機(jī)輸出與低速、大扭矩螺桿泵輸入之間的矛盾，使電動潛油螺桿泵采油系統(tǒng)真正地應(yīng)用于采油生產(chǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益；
2.深入地研究了滾柱活齒傳動的嚙合原理，填補(bǔ)了該方面理論研究的空白。如建立了活齒中心運(yùn)動軌跡方程和中心輪齒廓方程；研究了活齒中心運(yùn)動軌跡曲率K，提出了用活齒中心運(yùn)動軌跡曲率代替中心輪齒廓曲線曲率的設(shè)計(jì)思想：深入研究了滾柱活齒傳動中的受力情況，基于彈性力學(xué)理論和變形協(xié)調(diào)條件給出了活齒受力分析的方法；研究了滾柱活齒傳動的潤滑性能，給出了其油膜厚度的計(jì)算方法，確定其潤滑方式屬于線接觸穩(wěn)態(tài)全膜熱彈流潤滑；
3.首次利用有限元理論對滾柱活齒減速器關(guān)鍵件進(jìn)行了強(qiáng)度分析和模態(tài)分析。還采用虛擬樣機(jī)技術(shù)對該減速器進(jìn)行動態(tài)仿真。建立了減速器的扭振動力學(xué)模型并進(jìn)行了動力學(xué)分析，得出了減速器的固有頻率、主振型、模態(tài)柔度及各元件的能量分布；
4.首次對滾柱活齒傳動進(jìn)行了模糊可靠性研究，采用模糊數(shù)的運(yùn)算法則及模糊算子AND和OR 求解出了系統(tǒng)的模糊可靠度。采用Monte-Carlo方法對滾柱活齒減速器可靠性進(jìn)行數(shù)字仿真，求解出減速器各基本事件的重要度和模式重要度；
除以上所取得的主要創(chuàng)造性成果外，本文在其他方面的工作如下：
1.針對電動潛油螺桿泵采油系統(tǒng)的具體工作要求和尺寸要求，設(shè)計(jì)確定出減速器樣機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。采用CAXAZOOO軟件繪制出減速器樣機(jī)的裝配圖和全部零件圖；
2.確定試驗(yàn)方案及試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)加工專用支承架、專用聯(lián)軸器、減速器、安裝輔助支承等試驗(yàn)用輔助裝置。在中國石油天然氣集團(tuán)公司的指定測試井上，建立起試驗(yàn)臺架；
3.從整個采油系統(tǒng)出發(fā)，利用AGREE 法確定出井下驅(qū)動螺桿泵采油系統(tǒng)中減速器部分應(yīng)達(dá)到的可靠度。建立起減速器的故障樹并確定出全部最小割集。
今后在本研究方面進(jìn)一步研究時，需注意以下方面的問題：
1.由于活齒與中心輪之間為滑滾，增加了摩擦磨損，在一定程度上降低了減速器的效率，所以應(yīng)專項(xiàng)研究設(shè)計(jì)與之配套的轉(zhuǎn)臂軸承，以提高效率，延長使用壽命；
2.總結(jié)第一臺減速器樣機(jī)在設(shè)計(jì)、制造中積累的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。在資金條件允許的情況下，應(yīng)在采油現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)，以使其能夠早日投入采油生產(chǎn)，從而為我國采油設(shè)備的科技進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出貢獻(xiàn)。
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